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SCXML FTP 客户端

使用状态机实现了一个简单的 FTP 客户端。

该FTP客户端利用Qt SCXML 实现，能够通过发送由状态机事件转换而来的FTP控制消息，并将服务器响应转换为状态机事件，从而与FTP服务进行通信。从FTP服务器接收到的数据将输出到控制台。

RFC 959规定了 FTP 客户端命令处理的状态图。这些状态图可以轻松转换为 SCXML，从而利用 SCXML 的嵌套状态功能。客户端与服务器之间的连接以及数据传输均通过 C++ 实现。此外，还使用了 Qt 的信号与槽机制。

该状态机具有以下状态：

包含 I、S、F、P 状态以及用于登录和传输工作流的 B、W 子系统的 FTP 客户端状态图

  • I作为初始状态。
  • B表示发送命令。
  • S表示成功。
  • F表示失败。
  • W表示等待回复。
  • P表示应服务器请求提供密码。

状态机在simpleftp.scxml文件中定义，并编译为实现 FTP 协议逻辑的FtpClient 类。该类通过切换状态和发送外部事件，来响应用户输入以及控制信道发来的应答。此外，我们还实现了FtpControlChannel 类和FtpDataChannel 类，用于处理 TCP 套接字和服务器，并转换行结束符。

运行示例

您可以从以下位置运行示例：

编译状态机

通过在项目构建文件中添加以下行，将项目与Qt SCXML 模块进行链接。

使用 qmake 时，我们在ftpclient.pro中添加以下内容

QT = core scxml network

然后，我们指定要编译的状态机：

STATECHARTS += simpleftp.scxml

使用 CMake 时，我们在CMakeLists.txt中添加以下内容

find_package(Qt6 REQUIRED COMPONENTS Core Network Scxml)

target_link_libraries(ftpclient PRIVATE
    Qt6::Core
    Qt6::Network
    Qt6::Scxml
)

然后，我们指定要编译的状态机：

qt6_add_statecharts(ftpclient
    simpleftp.scxml
)

Qt SCXML 编译器（qscxmlc ）会自动运行，生成simpleftp.h和 simpleftp.cpp文件，并将其作为头文件和源文件添加到项目中。

实例化状态机

我们在main.cpp文件中实例化生成的FtpClient 类，以及FtpDataChannel 和FtpControlChannel 类：

#include "ftpcontrolchannel.h"
#include "ftpdatachannel.h"
#include "simpleftp.h"
    ...
int main(int argc, char *argv[])
{
    ...
    QCoreApplication app(argc, argv);
    FtpClient ftpClient;
    FtpDataChannel dataChannel;
    FtpControlChannel controlChannel;
    ...

与FTP服务器通信

我们将从服务器检索到的所有数据输出到控制台：

    QObject::connect(&dataChannel, &FtpDataChannel::dataReceived,
                     [](const QByteArray &data) {
        std::cout << data.constData() << std::flush;
    });

我们将服务器的响应转换为状态机事件：

    QObject::connect(&controlChannel, &FtpControlChannel::reply, &ftpClient,
                     [&ftpClient](int code, const QString &parameters) {
        ftpClient.submitEvent(QString("reply.%1xx")
                              .arg(code / 100), parameters);
    });

我们将状态机发出的命令转换为FTP控制消息：

    ftpClient.connectToEvent("submit.cmd", &controlChannel,
                             [&controlChannel](const QScxmlEvent &event) {
        controlChannel.command(event.name().mid(11).toUtf8(),
                               event.data().toMap()["params"].toByteArray());
    });

我们发送命令，以匿名用户身份登录FTP服务器，声明数据连接的端口，并检索文件：

    QList<Command> commands({
        {"cmd.USER", "anonymous"},// login
        {"cmd.PORT", ""},         // announce port for data connection,
                                  // args added below.
        {"cmd.RETR", file}        // retrieve a file
    });

我们指定FTP客户端在进入B状态时应发送下一个命令：

    ftpClient.connectToState("B",QScxmlStateMachine::onEntry([&]() {
        if(commands.isEmpty()) {
            app.quit();
            return;
        }
        Command command=commands.takeFirst();
        qDebug() << "Posting command" << command.cmd << command.args;
        ftpClient.submitEvent(command.cmd,command.args);
    }));

我们指定，如果服务器要求输入密码，FTP 客户端应发送一个空字符串作为密码：

    ftpClient.connectToState("P",QScxmlStateMachine::onEntry([&ftpClient]() {
        qDebug() << "Sending password";
        ftpClient.submitEvent("cmd.PASS",QString());
    }));

最后，我们连接到该方法第一个参数指定的FTP服务器，并获取第二个参数指定的文件：

    controlChannel.connectToServer(server);
    QObject::connect(&controlChannel, &FtpControlChannel::opened, &dataChannel,
                     [&](const QHostAddress &address, int) {
        dataChannel.listen(address);
        commands[1].args = dataChannel.portspec();
        ftpClient.start();
    });

例如，以下调用将从指定服务器打印指定文件：ftpclient <server> <file> 。

示例项目 @ code.qt.io

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